Etude PoupoLED 2017

[Jlstomo46]

Bien vu pour le driver courant constant ...

Moralité, il suffit de disposer soit d'un driver acceptant un pilote de régulation 0-5V, soit d'un adaptateur 5V > 10V pour mettre le signal PWM au bon potentiel pour le driver (s'il n'y a pas d'autre alternative)

J'ai du mal à trouver "LE circuit tout prêt à brancher" dans le commerce mais je pense (pour ceux qui hésitent à faire 3 soudures) que la carte de puissance à 3€ fera le job,

EDIT : les 5 pour 5 € je viens de trouver ça : ampli PWM jusqu'à 24 V , 1 A (ou jusqu'à 5 A avec refroidissement) ça suffira à amplifier un signal PWM de 5 V à 10 V



Edit 2 : J'ai enfin démarré mon µC Robotdyn UNO , il me manquait le driver du nouveau circuit CH340 implanté sur ce modèle, et jai passé un long week end loin de mon "labo" ça marche ! il me renvoie des valeurs d'entrée analogique sur un écran de contrôle (écran PC) j'ai fait 2 modifs au prog. fourni en exemple, ça les a exécutées immédiatement après avoir "téléversé" le nouveau programme.
Donc il faut : 1/Brancher la carte, 2/exécuter le bon driver, 3/ sélectionner le type de carte, 4/sélectionner COM3 en port série, et c'est tout !

@+

[papo4334]

Il reste aussi la possibilité : un dimmer 230V pilotable par l'Arduino 0 5V et situé sur le 230 en amont d'un driver dimmable
comme le montre cet exemple (pas pour moi puisqu'il faut tout monter) : http://www.instructables.com/id/safe-an ... -Raspberr/

Dans mon cas c'est plus simple et moins cher de prendre un dimmer avec fonction dimmage intégrée que de prendre 1 dimmer AC pilotable + 1 driver dimmable.

Sans dire que le pilotage PWM 0 5 V n'existe pas tous les drivers dimmables que j'ai vu (pas que MeanWell) attendent un signal 0 10V PWM et ou analogique) ; j'ai bien l'impression que je ne pourrai éviter un module DIY passant de 0 5 V à 0 10 V.

[Jlstomo46]

Mais il n'y a besoin de presque rien ...

Entre l'arduino et le driver, il y a (dans ce cas) un coupleur optique, (ça marche aussi) et c'est tout.
Ne pas oublier la petite alim 10 V pour fournir la tension 10V d'entrée du driver (c'est elle qui va coûter le plus finalement) .

Mais je pense avoir trouvé encore plus simple et moins cher et tout prêt !



Ce CI (ULN 2003) est un sextuple ampli en montage Darlington, pouvant tourner à 50V maxi. Il se trouve qu'il est aussi utilisé pour amplifier les impulsions entre un arduino et un moteur pas à pas. L'avantage du module "tout prêt" c'est qu'il pilote 4 lignes indépendantes à partir de 4 entrées 0-5V c'est à dire qu'avec une carte, on peut commander 4 drivers indépendamment

Dommage il y a encore 2 amplis inutilisés sur le circuit ...

Sinon on serait tombé à 0.1€ par ligne

@+

[papo4334]

Extra !

En fouillant j'ai trouvé des indications plus précises pour l'entrée DIM PWM des drivers Meanwell
Vd: 10VDC +/- 0.5 V
Id_max : 500uA (per driver )
Vdext _max : 11 VDC
Il y a un peu de marge mais il faut quand même que l'alim 10V (ou 12V descendue à 10V) soit et reste proche de 10V, peut être vaut il même mieux la régler vers 9.5 / 9.7 V
Pour l'intensité est on certain que le module ci dessus ne délivre pas plus de 0.5mA ?

[Jlstomo46]

Quoi qu'il en soit, il faut aussi alimenter le µC, et le 10V lui va bien, donc une petite alim avec un régulateur, pour ce que ça consomme, ça va pas chercher bien loin ...

News du jour :

Malgré le manque de temps à cette saison j'ai quand même pris une heure (ou plus) pour gribouiller un peu de programme, paramétrer quelques entrées-sorties et tester une régul. PWM sortie d'arduino, et pour vérifier ça l'oscillo branché sur la sortie PWM.



Ecran de droite : Le signal est propre y'a rien à dire 486 Hz (pas vraiment 500) mais c'est pas grave, maintenant il me reste à tester une amplification de ce signal (si je retrouve mes ULN 2003 ...) et vérifier les deux signaux simultanément sur l'oscillo.

C'est le bordel sur mon bureau ! et ça fait pas en s’arrangeant ...

EDIT :

J'ai testé le ULN 2003, il y a une bonne et une mauvaise nouvelle :

La bonne : ça fonctionne parfaitement en PWM et/ou amplification de PWM à 10V
La mauvaise : c'est un ampli inverseur , donc il envoie du zéro Volt (puissant) quand on rentre du +5, et du 10V (sans puissance) sans on rentre du 0V .

Je pense qu'il te faudra apprendre à jouer avec le fer à souder...

@+

[papo4334]

Pour le coup de l'inverseur, je l'avais lu à plusieurs reprises (une histoire de NPN vs PNP... jargon pour moi), il suffirait de programmer au complément à 100% (donc 20 pou 80%, 30, pour 70%... 75 pour 25%) pour avoir les bonnes proportions de 0 et 10 V, donc sans fer à souder...
Est ce bien exact ? ou, le problème de "puissant" ou non empêcherait il de le brancher en entrée PWM du driver ?

[Jlstomo46]

Et oui, tu as suivi le même cheminement que moi, et j'ai bien rajouté (sans puissance) car ce n'est pas exploitable même en inversant la consigne.

Le 10 V ne fournit pratiquement pas de courant, par contre une Led branchée sur 10 V s’allume très bien quand la sortie passe à 0V .

Les transistors PNP fonctionnent juste à l'inverse des NPN mais il vaudrait mieux trouver un circuit intégré tout fait avec 6 lignes d'ampli non inverseur sur la même puce.

@+

[Jlstomo46]

J'ai un truc qui fonctionne !
Sur base de C.Intégré SN7407 (sextuple porte puissance collecteur ouvert - non inverseur) il faut une résistance de 1000 Ohm par sortie connectée au +10V,



Voici la capture écran oscillo ( le vert sortie en 0-10V , le jaune entrée en 0-5V) et tu pourras tirer les 500µA du driver meanwell sans que ça s'écroule

Il faudra faire 3 soudures par ligne ...

@+

[papo4334]

[Jlstomo46]

Pour info, voici le montage à blanc grandeur réelle avec les fils à connecter :



De quoi piloter 6 drivers Meanwell indépendamment ! Y'a pas de quoi en faire des insomnies !

Allez , il pleut ce matin, c'est très bien, j'ai du boulot qui m'attend à la serre, c'est plus urgent que le coloriage !

@+

[papo4334]

Remarques sur le choix des drivers selon le type de LED et les contraintes sur la configuration du panneau

Avec des drivers courant constant il est préférable, dans la mesure du possible, de mettre toutes les LED en série afin d'être certain que chacune soit traversées par l'intensité choisie.
Quand ce n'est pas possible on peut mettre quelques séries en parallèle, mais cela impose quelques contraintes pour une sécurité raisonnable d'utilisation (surtout avec des COB noname non "binnées" qui peuvent présenter des caractéristiques électriques assez différentes d'une LED à l'autre)

1. il faut au strict minimum 2 séries en parallèle et si possible 3 ou 4 pour ne pas avoir de trop gros risques de surintensité dans une ligne si jamais une autre venait à "couper"
2. il faut des séries relativement longues pour i) statistiquement équilibrer au mieux les séries, ii) ne pas risquer une surintensité trop forte si jamais une des LEDs de la série se mettait en court circuit. ==> le minimum jouable me semble être des séries >= 4 LEDs

On constate donc que dans ce cas là (séries en parallèle) le strict minimum sur un driver est de 8 LED et le recommandé >= 12 à 15 LEDs (3*4 ou mieux 3*5).

Si j'ajoute les 3 contraintes raisonnables suivantes :

• toutes les LEDs d'un même paruls sont i) en série et ii) d'un même modèle,
• le nombre de paruls d'un même modèle dans un panneau ne peut être que de 2, 3, 4, ou 5
• en multispectre, l'homogénéité de la lumière impose des configurations 3+2 ou 4+3 ou 3+2+2 paruls dans chaque spectre

cela réduit fortement les possibilités de panneau d'éclairage et de choix de drivers.
Nota : toute les LED sur un même driver seront dimmées simultanément.

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Un premier survol des drivers disponibles (à prix raisonnable) permet d'aboutir aux conclusions suivantes

Avec les LED CREE XM-L2 (autour de 3 V et 1000 à 1450 mA)

• il est relativement facile de trouver des drivers, dimmable, ou non, dans la plage retenue de 1050 à 1430 mA , dans une plage de 40 à 75W, donc un nombre de LED de 8 à 15 toutes en série réparties sur 2 à 3 paruls de 4 à 5 LED,
• il est même possible puisque les LED sont triées et relativement homogènes, d'en mettre 18 en 3 séries de 6

Avec les COB nn 10W (environ 9.5V et 300 à 350 mA), le problème est nettement moins simple et les choix réduits pour les drivers

• il n' y a qu'en non dimmable que l'on peut rouver à prix raisonnable des drivers 350 mA, permettant mettre toutes les COB en séries (drivers nn pour un parul de 5 ou 6 COB)
• dès lors que l'on veut des drivers dimmables en PWM, il faut passer à du série parallèle (avec 3 paruls/séries de 4 à 6 COB ou 4 paruls série de 4 à 5 COB)

Je suis assez surpris de constater que les constructeurs chinois promoteurs de ces COB ne proposent que très peu de drivers pour les alimenter (ou alors driver individuel en 12/24V DC en input, cela semble plutôt fait pour voitures, comions etc... )

Finalement quand on veut un spectre de base pour une phase de croissance donnée, et la plage de puissance correspondante, le nombre de configurations possibles est alors très restreint (2 à 4 max) et pour chacune il n'y a finalement qu'un modèle ou 2 de drivers qui conviennent (parmi les centaines proposées)
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[Jlstomo46]

Pas de driver dispo sur le marché ?

OK ! pas de driver !

C'est aussi un peu pour ça que j'ai fait le choix de l'alimentation directe.

@+

[papo4334]

Très peu de drivers dimmables PWM qui satisfassent mes exigences (nombreuses, trop nombreuses?) pour les COB noname
* courant constant 300 à 350 mA
* tension <= 60 V (si possible en dessous de 50)
* puissance nominale 10 à 15% au dessus de 12, 15 ou 18 W
* dimmable PWM
* prix total bas pour 3 ou 4 exemplaires

Il y en a en 24W mais à prix trop élevé (car il m'en faudrait 3, un pour chaque série de 6 COB) et pas à a puissance optimale d'utilisation.
En revanche c'est trouvable
i) en non dimmable à 5 € pour chaque série de 5 ou 6 COB (18 à 20W)
ii) en dimmable à différents niveaux de puissance en 900 à 1 400 mA (donc pour 3 ou 4 séries en parallèle) -- c'est ce que je retiens

Rappel :
* pour une poupo première croissance il faut prévoir un DLI entre 8 (min) et 14 (max) -- moyenne 11 (donc PPF
* en première approximation de dimensionnement (sous réserve de confirmation de mes premières mesures), pour un DLI(14h) de 11, (avec mes choix d'alimentation) il faudrait environ 12 XM-L2 et 22 COB nn
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Tout cela m'incite très fortement à m'orienter vars les choix suivants pour la croissance végétative
- soit mono spectre blanc froid, uniquement XM-L2
- soit bi spectre avec une base blanc froid XM-L2 et seulement un complément blanc très froid (10 000 ou 15 000K)en COBnn

Configuration typique "croissance végétative" pour un panneau pour 0.5 m²:

• 2 PX5 6200K et 3 PS4 10000K (soit 10 CREE à 4.25W et 12 COB à 3W) dimmable (et devant être dimmé car donnant à 100% un PPFD (PAR) de 335 au moins 25% trop fort pour les toutes premières semaines).

La puissance disponible permet d'aller jusqu'au début de floraison.

[Jlstomo46]

C'est assez cher et pas très souple d'utilisation ... je viens de refaire une passe de vérif. niveau prix sur différents sites, je suppose que tu as fait pareil .

Finalement c'est quoi pour toi le gros souci des alim PC (la régul d'intensité ?)

Et pour compléter avec un détail pratique : je viens de tester l'entrée analogique A0 du µC (UNO) sur 0-5V avec comme mesure de référence un voltmètre de précision Shlumberger à +/-0.001V (données constructeur)

Voici les résultats :

Voltmetre : 1 / 2 / 2.5 / 3 / 3.5 / 4 / 4.5 / 4.92
Arduino (affiché sur écran PC) :1.01 / 2.025 / 2.53 / 3.035 / 3.542 / 4.045 / 4.56 / 4.98 (Le métrix donne 4.90 V)

Impressionnant non ?

Avec une précision de mesure quelques centièmes de volts sur la plage complète, je me dis qu'il ferait bien la régulation lui même avec une petite carte Mosfet en sortie.

Ça me gène de tout lui faire faire, mais il faut bien avouer que ce petit truc m'impressionne ...

@+

[papo4334]

Je n'ai pas de soucis avec les alims PC (j'en ai 2 préparées), et c'est même très bien, très roibuste, parfait pour les LED régulées par résistances,
sauf
un majeur : la tension de 12V n'est pas vraiment compatible avec les LED de 10W (utilisées entre 3 et 4.25)
- ça irait à la rigueur pour les CREE en séries de 4
- ça pose problème avec les COB qui doivent être sous 9 à 10 V -- en gros il faut un micro-driver par LED
et deux secondaires :
- le rendement (réel autour de 70% à 75% pour la puissance réellement utilisée, alors que les drivers bien dimensionnés semblent garantir au moins 85%)
- ce n'est pas facilement dimmable
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C'est certain qu'on est plus dans les mêmes tarifs d'investissement qu'avec les bandes rigides et alim de PC recyclé, mais si je suis certain du résultat (semble OK à confirmer avec les prochains tests) si je paie 60€ de LEDs (en gros 15 CREE HK) , 15 ou 20€ de Arduiono and Co, ça ne me choque pas de mettre 35 à 45 € de driver dimmable (pour 0.5 m²)
A partir de la troisième ou au pire quatrième année, je suis gagnant par rapport à une solution à base de barres rigides de puissance électrique dans les LED comparable (gagnant sur la consommation compteur + amortissement, et gagnant sur l'intensité du flux lumineux).
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D'après mes premiers tests
- 15 COB (utilisées à 3W) éclairent un peu plus que 15 barres rigides de de 50 cm à 7.5W (au compteur 53 W contre ~ 197W) -- gain ERDF annuel ~ 35 €
- 10 XM-L? (utilisées à 4.25W) éclairent nettement plus que 15 barres rigides de de 50 cm à 7.5W (au compteur 50 W contre ~ 197 W) -- gain ERDF annuel ~ 40 €
-- et ce sans même tenir compte du dimmage matin et soir qui va encore réduire la consommation
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Il suffit donc d'être confiant que les équipements vont tenir 4 ans (cela semble quasi certain avec les CREE puisque cela fera moins de 8 000 h d'utilisation à moins de 50% du nominal et avec des drivers Meanwell sérieux) pour que l'investissement soit parfaitement justifié (y compris le pilotage Arduino)..

Il n'y a pas des dizaines de solutions possibles (drivers adaptés aux besoins avec ces LEDs), mais j'en ai identifié de 2 à 3 pour chaque type de puissance et de spectre visé.